本发明涉及无卤阻燃剂，具体为一种无卤阻燃剂的制备方法及在抗冲击电缆料中的应用。
背景技术：
1、阻燃剂主要有溴系阻燃剂、氢氧化铝、氢氧化镁；其中氢氧化铝等无机阻燃剂存在用量较大等缺陷；而溴系阻燃剂虽然阻燃效果很好，但是毒性高，污染大。近年来发展磷系、氮系等无卤阻燃剂是研究趋势。相比于添加性阻燃剂，反应性阻燃剂可以与材料基体发生化学键合作用，使材料具有本征阻燃效果，并且对材料的使用性能影响较小，在电缆料、涂料、纺织品等领域有着广泛的应用。
2、聚乙烯具有成本低廉，绝缘性能好，防腐蚀性能优良，广泛应用在电缆护套料领域；为了提高聚乙烯电缆料的力学性能、热性能、耐老化等性能，通常需要对聚乙烯进行交联改性，如辐照交联、紫外交联等。交联剂主要有三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯等；本发明利用新型的无卤阻燃剂对聚乙烯进行辐照交联，改善聚乙烯电缆料的阻燃性、抗冲击等性能。
技术实现思路
1、本发明提供了一种无卤阻燃剂，解决了聚乙烯电缆阻燃性较差，抗冲击等力学强度较低的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种无卤阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
3、(1)将三环氧丙基异氰尿酸酯、叠氮化钠、碘化亚铜溶解到聚乙二醇中，在氮气氛围中加入4-乙炔基苯甲酸，15-35℃中搅拌反应12-24h，加入蒸馏水、乙酸乙酯，振荡后静置分层，萃取分离后将乙酸乙酯有机相干燥除水，旋蒸除去乙酸乙酯，然后进行硅胶柱色谱分离，得到异氰尿酸酯叠氮中间体。结构式为：
4、(2)将异氰尿酸酯叠氮中间体、三乙胺溶解到二氯甲烷中，冰水浴下滴加丙烯酰氯，15-25℃中搅拌反应12-18h，旋蒸除去溶剂，然后进行硅胶柱色谱分离，得到丙烯酸酯中间体。结构式为：
5、(3)将丙烯酸酯中间体、2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物、对甲苯磺酸溶解到乙腈或甲苯溶剂中，氮气气氛中搅拌反应，旋蒸除去溶剂，然后进行硅胶柱色谱分离，得到无卤阻燃剂。结构式为：
6、
7、进一步的，(1)中三环氧丙基异氰尿酸酯、叠氮化钠、碘化亚铜、4-乙炔基苯甲酸的比例为1mo l:(3.3-3.6)mo l:(0.12-0.16)mo l:(3.3-3.6)mo l。
8、进一步的，(2)异氰尿酸酯叠氮中间体、三乙胺、丙烯酰氯的比例为1mo l:(3.6-4.2)mo l:(3.6-4.2)mo l。
9、进一步的，(3)中丙烯酸酯中间体、2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物、对甲苯磺酸的比例为1mo l:(4.2-5.4)mo l:(0.36-0.42)mo l。
10、进一步的，(3)中反应的温度为70-90℃，反应时间为24-48h。
11、进一步的，无卤阻燃剂在抗冲击电缆料中的应用。
12、进一步的，将100重量份聚乙烯树脂、2-10重量份无卤阻燃剂、0.2-0.5重量份抗氧剂加入到密炼机中进行混炼，然后置于平板硫化机中模压成型，最后采用电子束加速器进行辐照交联，控制辐照剂量为30-120kgy，得到抗冲击电缆料。
13、进一步的，无卤阻燃剂在抗冲击电缆料中的应用：将100重量份聚乙烯树脂、2-10重量份无卤阻燃剂、0.2-0.5重量份抗氧剂加入到双螺杆挤出机，挤出造粒，得到抗冲击电缆料。
14、本发明产生的技术效果是：本发明以碘化亚铜作为催化剂，以三环氧丙基异氰尿酸酯、叠氮化钠、4-乙炔基苯甲酸作为反应物，通过环氧开环反应，和叠氮-炔点击反应，一锅法反应制备了异氰尿酸酯叠氮中间体，进一步再依次与丙烯酰氯、2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物进行酯化反应，得到新型的无卤阻燃剂。制备方法简单新颖，产品的产量高，适于工业化生产。
15、本发明以聚乙烯树脂作为电缆料的基体，无卤阻燃剂作为添加助剂，其含有多个活性烯基，可以与聚乙烯树脂发生辐照交联，交联后的聚乙烯的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度有明显提高，并且无卤阻燃剂中含有磷酸酯阻燃基团，以及三氮唑和异氰脲酸酯含氮杂环，三者形成氮磷阻燃剂，起到很好的凝聚相阻燃作用，燃烧时磷酸酯阻燃基团产生磷酸，具有很强的脱水作用，可以促进聚乙烯基体脱水成炭，三氮唑和异氰脲酸酯含氮杂环热分解生成氮气等不可燃气体，从而稀释燃烧体系中的氧气，阻碍燃烧进程，具有很好的阻燃效果，显著提高了聚乙烯电缆料的极限氧指数，ul-94等级达到v-1和v-0等级。
1.一种无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述(1)中三环氧丙基异氰尿酸酯、叠氮化钠、碘化亚铜、4-乙炔基苯甲酸的比例为1mol:(3.3-3.6)mol:(0.12-0.16)mol:(3.3-3.6)mol。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述(1)中反应温度为15-35℃，反应时间为12-24h。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述(2)异氰尿酸酯叠氮中间体、三乙胺、丙烯酰氯的比例为1mol:(3.6-4.2)mol:(3.6-4.2)mol。
5.根据权利要求1所述的无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述(2)反应的温度为15-25℃，反应时间为12-18h。
6.根据权利要求1所述的无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述(3)溶剂为乙腈或甲苯。
7.根据权利要求1所述的无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述(3)中丙烯酸酯中间体、2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环(2.2.2)辛烷-4-甲醇-1-氧化物、对甲苯磺酸的比例为1mol:(4.2-5.4)mol:(0.36-0.42)mol。
8.根据权利要求1所述的无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述(3)中反应的温度为70-90℃，反应时间为24-48h。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的无卤阻燃剂在抗冲击电缆料中的应用。
10.根据权利要求9所述的无卤阻燃剂在抗冲击电缆料中的应用，其特征在于，将100重量份聚乙烯树脂、2-10重量份无卤阻燃剂、0.2-0.5重量份抗氧剂加入到密炼机中进行混炼，然后置于平板硫化机中模压成型，最后采用电子束加速器进行辐照交联，控制辐照剂量为30-120kgy，得到抗冲击电缆料。
